01 ndt identif tubulares

TUBULARES PARA PERFORACIN

1

Instruir al participante acerca de los tipos de tubos empleados en la industria de la perforacin, su

uso, propiedades y medios para su correcta identificacin.

OBJETIVO

2

TUBULARES PARA PERFORACIN

1Tipos de tuberas (Perforacin, Produccin y Revestimiento).

2Propiedades mecnicas (resistencia a la tensin, torsin y colapso).

3 Tipos de grados de acero en tuberas.

4 Significado de las muescas y colores de franjas.

5 Historial del servicio de PND

3

- 1

TIPOS DE TUBERIAS

(Perforacin, Produccin y

Revestimiento)

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1 .- TIPOS DE TUBERIA

En esta seccin se explicaran:

Los distintos tipos de tubos empleados en laperforacin de pozos.

Su uso.

Su fabricacin.

Sus dimensiones y caractersticas principales.

5

OCTG - Oil Country Tubular Goods

Productos tubulares del campo petrolero es untrmino o frase que proviene de los primeros das deesta industria, y se refiere principalmente a tuberias:

De revestimiento (casing) De produccin (tubing) De perforacin (drill pipe)

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TUBERA DE REVESTIMIENTO

(CASING)

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TUBERIA DE REVESTIMIENTO (CASING)

El casing o tubo de revestimiento es un tubo quese emplea durante la perforacin de los pozos; escolocado en el pozo, cementado en sitio y es loque evita que el hoyo colapse durante laperforacin o la produccin (encamisa el hoyoabierto).

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Estos tubos se introducen en el pozo de formatelescpica, es decir, que los dimetros de lostubos van del mayor al menor, por razonestcnicas y econmicas.

9

Las tuberas de revestimiento se seleccionan enbase a su dimetro, grado, peso y tipo de junta, sebusca la mas rentable y que resista sin falla a lasfuerzas a las que estar sujeta. Las funciones delas tuberas de revestimiento son:

Evitar derrumbes y concavidadesPrevenir la contaminacin de los acuferosConfinar la produccin del intervalo seleccionadoDar un soporte para la instalacin del equipo de

control superficial.Facilitar la instalacin del equipo de terminacin.


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La tubera de revestimiento es una parte esencialde la perforacin y terminacin del pozo, consistede tramos de tubera de acero ya sea roscados osoldados uno a otro para formar un conductodesde la profundidad deseada hasta la superficie,los diseos mas comunes contemplan lassiguientes tuberas:1. Tubera de revestimiento conductora2. Tubera de revestimiento superficial3. Tubera de revestimiento intermedia4. Tubera de revestimiento de explotacin


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BA


12

BA


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Tubera de revestimiento conductora:

Es la primera que se cementa al iniciar laperforacin del pozo, la profundidad de suasentamiento varia de 20m a 250m. Su objetivoprincipal es establecer un medio de circulacin delcontrol y fluido de perforacin que retorna delpozo hacia el equipo de eliminacin de slidos ypresas de tratamiento. Permite continuarperforando hasta alcanzar la profundidad paraasentar la tubera de revestimiento superficial.


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Tubera de revestimiento superficial:

La introduccin de este tipo de tubera tiene porobjeto instalar conexiones superficiales de controly al mismo tiempo proteger al agujerodescubierto, aislando fluidos de agua y zonas deprdida de lodo cercanas a la superficie delterreno.


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Tubera de revestimiento intermedia:

Esta se introduce con la finalidad de aislar zonasque contengan presiones normales de formacin,flujos de agua, derrumbes y prdidas decirculacin; en si se utilizan como proteccin delagujero descubierto, para tratar, en la mayora delos casos, de incrementar la densidad de losfluidos de perforacin y controlar las zonas de altapresin. Dependiendo de la profundidad del pozoo de las dificultades de su perforacin, sernecesario colocar una o mas sartas de este tipo.


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Tubera de explotacin:

Estas tuberas tienen como meta primordial aislarel yacimiento de fluidos indeseables en laformacin productora y de otras zonas delagujero, tambin para la instalacin deempacadores de produccin y accesoriosutilizados en la terminacin del mismo.


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Al ser colocada dentro de un pozo, la tubera derevestimiento esta sujeta a tres fuerzas significantesdurante las operaciones de perforacin,terminacin reparacin o vida productiva del pozo,se debe seleccionar para soportar las siguientescargas:

Presin externa (colapso). Presin interna (estallido). Carga axial y longitudinal (tensin y compresin).


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TUBERA DE PRODUCCIN

(TUBING)

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TUBERIA DE PRODUCCIN (TUBING)

El tubing o tubera de produccin es un tubo quese inserta dentro de la tubera de revestimiento,por el cual el petrleo o el gas fluyen a la superficie,y por lo general es removido del pozo durante lasoperaciones de terminacin e intervencin.

Este tipo de tuberas se disean para soportar:

Presin externa (colapso). Presin interna (estallido). Cargas de tensin.

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CASING & TUBING

Los trminos casing y tubing, como se utilizan enla industria de produccin de acero y enespecificaciones API (American Petroleum Institute)se emplean para referirse al tamao de los tubularesque forman parte de un pozo petrolero y nopropiamente a su uso especifico. Los fabricantes nosaben cul ser el uso final de sus tuberas, deacuerdo con esto:CASING cubre la tubera de 4 de dimetro externoy mayores.TUBING cubre la tubera con dimetro externomenor a 4 .

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CASING & TUBING

La fabricacin de estos productos tubulares estaregida por el siguiente documento:

API Specification 5CT / ISO 11960Petroleum and natural gas industriesSteel pipes

for use as casing or tubing for wells

Especificacin API 5CP/ISO 11960Industrias de gas natural y petrole Tuberas de

acero para uso de revestimiento y produccin y pozos

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CASING & TUBING

La especificacin API 5CT / ISO 11960 describe de manera detallada los requisitos de:

Proceso de fabricacin. Requisitos de materiales. Dimensiones, tolerancias, limites de imperfecciones. Requisitos para coples. Requisitos de inspeccin y pruebas. Requisitos de marcado (identificacin). Proteccin y recubrimientos. Documentacin. Requisitos mnimos de las instalaciones del

fabricante.23

FABRICACIN DE

CASING Y TUBING

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FABRICACIN DE CASING

El proceso inicia con la fabricacin de lingotesobtenidos por fundicin: barras solidas obtenidas apartir me metal fundido, vaciado en un molde ysolidificado.

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Los lingotes son posteriormente calentados paraadquirir maleabilidad y poder ser penetradnos porun punzn que formara un tubo sin costura (sinsoldadura longitudinal).

HORNO GIRATORIO >> EXTRUSIN >>


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Una vez formado el tubo, este pasa un tratamientotrmico de normalizado y despus a travs de untren de rolado para obtener el dimetro externodeseado.

NORMALIZADO >> DIMENSION >>


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El tubo se deja enfriar para posteriormente serexaminado por medio de ensayos no destructivos(END) y poder ser cortado a la longitud deseada.

CAMA DE ENFRIADO >> END >> CORTE >>


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Cuando el tubo es sin recalque (upset) este pasa alproceso de maquinado de rosca (pin), se realiza unainspeccin dimensional de la rosca y la misma seexamina con partculas magnticas para la deteccinde discontinuidades.

ROSCADO >> DIMENSIONAL >> END-MT >>


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Por separado se fabrica el cople, este se obtiene pormedio de corte del tubo, se maquina la roscainterna, esta se inspecciona dimensionalmente y sele realiza una prueba por partculas magnticasfluorescentes para deteccin de discontinuidadesindeseables.

CORTE >> ROSCADO E INSPECCIN >> END-MT >>


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El cople se ensambla en el tubo, se realiza unaverificacin de dimetro interno (drif test) yfinalmente se realiza una prueba hidrosttica paraverificar la hermeticidad del componente.

ACOPLE >> INSP ID>> PRUEBA HIDROSTTICA >>


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FABRICACIN DE CASING & TUBING

La especificacin API 5CT indica que los extremos dela tubera de revestimiento pueden ser lossiguientes:

Short round thread casing (STC) Long round thread casing (LC) Buttres thread casing (BC) Extreme line casing (XC)

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Figura D.1 de API 5CT rosca redonda corta para tubo de revestimiento y coples

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Figura D.2 de API 5CT rosca redonda larga para tubo de revestimiento y coples

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Figura D.3 de API 5CT rosca trapezoidal para tubo de revestimiento y coples

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Figura D.8 de API 5CT tubo de revestimiento con extremos lineales

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El tubing sigue un proceso de fabricacin muysimilar al casing, se fabrica a partir de un tubo sincostura. Segn la especificacin API 5CT, el tubingpuede ser:

Non-upset tubing (UN)

External upset tubing (EU)

Integral joint tubing (IJ)

FABRICACIN DE TUBING

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Figura D.4 de API 5CT Tubo de produccin y cople sin recalcar


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Figura D.4 de API 5CT tubo de produccin y cople con recalque externo


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Figura D.4 de API 5CT tubo de produccin con junta integral


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Tanto el tubing sin recalque (Non-upset tubing -UN) como el tubing con recalque externo(External upset tubing - EU) llevan integrado uncople en uno de los extremos de tubo, salvo quele EU pasa por un proceso de recalque antesdel maquinado de la rosca (pin y cople).


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El tubo de produccin con junta integral (Integraljoint tubing-IJ) se obtiene a partir de un tubo sincostura que posteriormente se recalca en ambosextremos para aumentar el espesor y podermaquinar conexiones roscadas.


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Tabla E.30 Rango de longitudes / API 5CT

El casing puede ser de 4.5 a 20 de dimetroexterno.

El tubing puede ser de 1.0 a 4.52 de diametroexterno.

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TUBERA DE PERFORACIN

(DRILL PIPE)

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DRILL PIPE

La sarta de perforacin es una columna, o sarta, detubera de perforacin (drill pipe) con juntassoldadas (tool joints). La sarta esta echa de acero oaluminio y se utiliza para dos propsitos bsicos:

Servir como conducto del lodo de perforacin. Transmitir la rotacin de la mesa rotativa o del

top drive a la barrena que se encuentra en elfondo.

Dado que no se utiliza precisamente para ponerpeso sobre la barrena, la tubera de perforacin esmenor y mas liviana que los collares de perforacin.

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SARTA DE PERFORACIN

13-UPPER KELLY

VALVE

16-SWIVEL

15-SWIVEL STEM

14-SWIVEL SUB

11-KELLY DRIVE SECTION

10-LOWER KELLY UPSET

9-LOWER KELLY VALVE OR

KELLY SAVER SUB

8-PROTECTOR RUBBER

12-UPPER KELLY UPSET

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4-COSSOVER SUB

7-BOX TOOL JOINT

6-DRILL PIPE

5-PIN TOOL JOINT

2-BIT SUB

1-BIT

3-DRILL COLLAR

SARTA DE PERFORACIN

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DRILL PIPE

En la perforacin de pozos verticales, la sarta sesuspende en el pozo bajo tensin mediante dosfuerzas opuestas entre si: el peso de los drillcollars estirando desde abajo y el bloque viajeroestirando desde arriba, manteniendo la sarta entensin para prevenir que se doble o encorve yprolongar su vida til.

La mayora de la tubera de perforacin es de acerofundido en barras solidas y luego perforado paraproducir tubo sin costura

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DRILL PIPE

Debido a que el espesor del tubo es relativamentedelgado (0.500 promedio), no se pueden fabricarroscas en el. Para resolver el problema de proveerextremos con roscas de mara que los tubos sepuedan unir mediante un roscado, los fabricantesproducen juntas o tool joint

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DRILL PIPE

La tubera de perforacin se fabrica en base a lasiguiente especificacin establecida por API:

ANSI/API SPECIFICATION 5DPSpecification for Drill Pipe

ISO 11961:2008 (Identical), Petroleum and natural gas industriesSteel drill pipe

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DRILL PIPE

La especificacin API 5DP establece requisitos queregulan:

La fabricacin Los requisitos del material y propiedadesDimensiones, pesos y conexiones Requisitos de inspeccin Tolerancias dimensionales y limites de

discontinuidades Requisitos de las juntas (tool joint) Requisitos para la identificacin

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FABRICACIN DE

DRILL PIPE

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DRILL PIPE

La junta o tool joint es una pieza separada demetal, soldada al tubo de perforacin, el espesor dela junta es lo suficientemente grueso para permitirque se maquinen roscas (caja pin).

UPSET - RECALQUE

TOOL JOINT - JUNTA

SOLDADURA

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FABRICACIN DE DRILL PIPE

A partir de tubos sin costura fabricados porextrusin (similar al casing & tubing) se obtienen:

Tubos con recalque interno o externo en losextremos.

Juntas tool joint

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DRILL PIPE

Con el objetivo se soldar las juntas a la tubera deperforacin, el fabricante primero calienta losextremos del tubo y luego realiza la deformacinintroduciendo con fuerza un mandril (punzn) en lazona calentada del tubo, a esta rea deformada se lellama recalque (upset), engrosando as las ultimas 3o 6 de cada extremo del tubo para hacerlo masresistente.

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DRILL PIPE

Los fabricantes producen tubera con varios tipos derecalque:

Interno: se reduce el dimetro interno en elextremo del tubo, observando el tubo desde elexterior no se aprecia el recalque o zona gruesa.

Externo: es comn en tuberas de dimetropequeo, en este se produce un aumento deldimetro externo y el dimetro interno semantiene igual.

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DRILL PIPE

Fuente: Figura B.6 de API 5DP57

DRILL PIPE

Fuente: Figura B.6 de API 5DP58

DRILL PIPE

Una vez que los extremos de la tubera tienerecalque, el fabricante suelda el tool jonit mediantefriccin.

TOOL JOINTTUBO

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DRILL PIPE

Se hace girar el tool joint a altas revolucionesmientras se empuja hacia el tubo con fuerza, lafriccin ejercida produce calor suficiente para fundirel metal y unir los dos miembros.

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DRILL PIPE

Lo soldadura apenas terminada se maquina al rasdel tubo recalcado para eliminar el metal excedente.

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DRILL PIPE

4- Pin de la junta

5- Cuerpo del tubo

6- Soldadura

1- Tubo de perforacin

2- Caja de la junta

3- Cuerpo del tubo de perforacin

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La tubera de perforacin se fabrica en dimetrosexternos de 4 a 6.625

Tabla C.3 Rango de longitudes / API 5DP

DRILL PIPE

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- 2

PROPIEDADES MECNICAS

RESISTENCIA A LA TENSIN,

TORSIN Y COLAPSO

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Un paso primordial en el proceso de la seleccin deun material es analizar la resistencia que debe tenerel material a las cargas o fuerzas a las que estarsometi durante su servicio.

El material debe ser rgido o dctil? Estar sometido a la aplicacin de una gran fuerza

de tensin, o a una fuerza sbita intensa, a presiones internas y/o externas, a esfuerzos cortantes, a

elevada temperatura o a condiciones de abrasin y/o corrosin?

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PRESIN EXTERNA COLAPSOTENSIN TORSIN

PRESIN INTERNAESTALLIDO

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La mayora de los tubos empleados tanto en laperforacin como en el procesamiento de gas ypetrleo estn fabricados de acero.

Acero es la denominacin que comnmente se le daen ingeniera metalrgica a una aleacin de hierrocon una cantidad de carbono variable entre el 0.1 y el2.1% en peso de su composicin.

Sin embargo existe una gran gama de aceros conpropiedades mecnicas que los hacen diferentesunos de otros.

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Propiedades mecnicas: Son las propiedades de unmaterial asociadas a su comportamiento elstico oinelstico cuando se aplica una fuerza, implica larelacin entre el esfuerzo y la deformacin.Esfuerzo: es la intensidad de la fuerza que actasobre un plano dado, es la fuerza aplicada en unaunidad de rea, comnmente se expresa enlibras/pulgadas cuadradas.Deformacin: es el cambio en tamao o forma de uncuerpo que se genera debido a una fuerza. Seexpresa en pulgadas por pulgada o metros por metroo en porcentaje.

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ESFUERZO & DEFORMACIN

La resistencia a la tensin de un material sedetermina mediante una prueba destructivadenominada ensayo de tensin o traccin.

Este ensayo consiste es someter una muestra,denominada probeta, de seccin uniforme yconocida, a una fuerza de tensin que vaaumentando progresivamente. En forma simultnease van midiendo los correspondientes alargamientosde la probeta (deformacin).

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70


La especificacin API 5DP establece los requisitos de las probetas necesarias para realizar el ensayo de tensin en

tubera de perforacin.71


Con los resultados del alargamiento de la probeta, se puedegraficar una curva de carga contra alargamiento, quegeneralmente se registran como valores de esfuerzo ydeformacin unitarios, y son independientes de la geometrade la probeta.

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73


Al iniciarse el ensayo, el material se deformaelsticamente; esto significa que si la carga se elimina,la muestra recupera su longitud inicial.

Se dice que el material sobrepas su lmite elsticocuando la carga es de magnitud suficiente para iniciaruna deformacin plstica. En otras palabras, elmaterial no recupera su longitud inicial si se elimina lacarga aplicada.

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El esfuerzo alcanza su mximo en el valor deresistencia mxima a la tensin. En este valor deesfuerzo, se forma en la probeta una estriccin ocuello, la cual es una reduccin localizada en el reade la seccin transversal, en la que se concentratodo el alargamiento posterior.

Una vez formado este cuello, el esfuerzo disminuyeal aumentar la deformacin y continadisminuyendo hasta que la probeta se rompe.


75


Simulacin de la deformacin de una probeta durante una prueba de

tensin 76

Mediante esta prueba se determinan dos valores deresistencia importantes del material:

Limite elstico (Yield strength): Es el valor delesfuerzo en el que inicia la deformacin plstica delmaterial.

Resistencia a la tensin (Tensile strength): es elmximo esfuerzo de tensin que un material escapaz de soportar. Se calcula con la fuerza mximadurante la prueba de tensin que lleva a la ruptura yel rea original de la seccin transversal de laprobeta.


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FORMULA PARA DETERMINAR LA RESISTENCIA A LA TENSIN DEL CUERPO DEL TUBO DE PERFORACIN (API RP 7G)

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Una inadecuada seleccin de la resistencia a latencin requerida para un componente, puedeocasionar fallas por tensin.

Las fallas por tensin ocurren cuando se excede la capacidad de carga del componente mas dbil de la sarta de perforacin. Generalmente es la tubera de

perforacin en el tope del hoyo

FALLA A LA TENSIN

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Fallas por tensin.

FALLA A LA TENSIN

Apariencia de una falla por tensin

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Fallas por tensin.

FALLA A LA TENSIN

Apariencia de una falla por tensin

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Para evitar fallas por tensin:

Seleccionar tubera de perforacin capaz desoportar las cargas anticipadas mas un margen desobre tensin, mas un factor de diseo.

Utilizar un sistema de identificacin que muestreel peso y el grado de la tubera.

Revisar las marcas en el pin para confirmar el pesoy el grado.

Asegurarse que el indicador de peso del equipo deperforacin esta calibrado y no se exceda la carga ala tensin permitida.

FALLA A LA TENSIN

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Torsin (torque): es la accin y efecto de torcer otorcerse algo en forma helicoidal.

Resistencia a la torsin: es la cantidad mxima deesfuerzo de torsin que un cuerpo puede soportarantes de fallar.

TORSIN

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TORSIN

El dimetro externo de la caja de la junta y eldimetro interno del pin de la junta estndiseados para una resistencia a la torsin del80% sobre el tubo al que encuentran soldadas(API 5DP).

Los cambios no estandarizados en el dimetroexterior e interior de las juntas puede resultar enuna baja relacin de resistencia a la torsin.

Por esta razn en todos los casos las fallas portorsin siempre van a ocurrir en las juntas (tooljoint).

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TORSIN

La resistencia a la torsin del tubo de perforacin sevuelve crtica cuando se perforan pozos profundos,desviados o cuando la tubera se ha quedadoatascada.

En los manuales y normas de diseo de sartas deperforacin se tienen calculados valores deresistencia a la torsin de varios tamaos, grados yclases de tubos de perforacin.

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TORSIN

FORMULA PARA DETERMINAR LA RESISTENCIA A LA TORSIN DEL TUBO DE PERFORACIN (API RP 7G)

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TORSIN

DATOS DE TORSIN Y TENSIN EN TUBOS DE PERFORACIN NUEVOSAPI RP 7G

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TORSIN

DATOS DE TORSIN Y TENSIN EN TUBOS DE PERFORACIN NUEVOSAPI RP 7G

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TORSIN

Las fallas por torsin:

Ocurren por exceso del esfuerzo mximo a latorsin.

Dan como resultado un pin estirado o una cajaen forma de campana.

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TORSIN

Apariencia de fallas por torsin

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TORSIN

Para evitar fallas por torsin:

Inspeccionar todas la juntas para asegurar quecumplan con las dimensiones requeridas.

Asegrese que la herramienta para aplicar eltorque funciona y esta calibrada correctamente.

Apretar las conexiones sin exceder el torquerecomendado.

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Colapso: Falla de la tubera por efecto de presinejercida sobre el dimetro externo del tubo.

Estallido: Falla de la tubera por efecto de presinejercida sobre el dimetro interno del tubo.

COLAPSO Y ESTALLIDO

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COLAPSO Y ESTALLIDO

ESTALLIDOCOLAPSO

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COLAPSO

La tubera de perforacin podra ser sometida apresin externa mayor que la presin interna, ellopuede resultar en colapso. La presin diferencialrequerida para producir colapso ha sido calculadopara diversos tamaos, grados y clases de tubera deperforacin (tablas 3, 4, 5 y 9 de API RP 7G). Losvalores tabulados deben ser divididos por un factorde seguridad apropiado para establecer la presinde colapso permisible.

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ESTALLIDO

La tubera de perforacin tambin puede sersometida a presin interna neta. Las Tablas 3, 5, 7 y9 de API RP 7G contienen valores calculados de lapresin diferencial interna necesaria para colapsodel tubo de perforacin. Los valores tabuladosdeben ser divididos por un factor de seguridadapropiado para establecer la presin interna neta.

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COLAPSO Y ESTALLIDO

DATOS DE PRESIN DE COLAPSO Y PRESIN INTERNA EN TUBOS DE PERFORACIN NUEVOS API RP 7G

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COLAPSO Y ESTALLIDO

DATOS DE PRESIN DE COLAPSO Y PRESIN INTERNA EN TUBOS DE PERFORACIN NUEVOS API RP 7G

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DUREZA ROCKWELL

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La dureza Rockwell o ensayo de dureza Rockwell esun mtodo para determinar la dureza, es decir, laresistencia de un material a ser penetrado. El ensayode dureza Rockwell constituye el mtodo ms usadopara medir la dureza debido a que es muy simple dellevar a cabo y no requiere conocimientosespeciales.Se pueden utilizar diferentes escalas que provienende la utilizacin de distintas combinaciones depenetradores y cargas, lo cual permite ensayarprcticamente cualquier metal o aleacin.

DUREZA ROCKWELL

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Hay dos tipos de penetradores: unas bolas esfricasde acero endurecido (templado y pulido) de 1/16,1/8, y pulg. y un penetrador cnico de diamantecon un ngulo de 120 +/- 30' y vrtice redondeadoformando un casquete esfrico de radio 0,20 mm(Brale), el cual se utiliza para los materiales msduros

DUREZA ROCKWELL

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Hay dos tipos de penetradores: unas bolas esfricasde acero endurecido (templado y pulido) de 1/16,1/8, y pulg. y un penetrador cnico de diamantecon un ngulo de 120 +/- 30' y vrtice redondeadoformando un casquete esfrico de radio 0,20 mm(Brale), el cual se utiliza para los materiales msduros.El ensayo consiste en disponer un material con unasuperficie plana en la base de la mquina. Se leaplica una precarga menor de 10 kg, bsicamentepara eliminar la deformacin elstica y obtener unresultado mucho ms preciso.

DUREZA ROCKWELL

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Luego se le aplica durante unos 15 segundos unesfuerzo que vara desde 60 a 150 kg a compresin.Se desaplica la carga y mediante un durmetroRockwell se obtiene el valor de la durezadirectamente en la pantalla, el cual vara de formaproporcional con el tipo de material que se utilice.Tambin se puede encontrar la profundidad de lapenetracin con los valores obtenidos deldurmetro si se conoce el material

DUREZA ROCKWELL

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ESCALAS DE DUREZA ROCKWELL

DUREZA ROCKWELL

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Las durezas Rockwell y Rockwell Superficial vienendadas por la siguiente frmula:

- 3

GRADOS DE ACERO

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GRADOS DE ACERO API

Los tubulares empleados en la industria de laperforacin tienen composicin qumica similar,pero estn disponibles en distintos grados deresistencia determinados por:

Los elementos de aleacin del acero (N, Cr, M,etc.).

El tratamiento trmico del acero.

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GRADOS DE ACERO API

El acero es una aleacin de hierro con carbono, peropuede contener elementos de aleacin para mejorarciertas propiedades mecnicas, p. ejemplo:

Cromo: incrementa la dureza, la resistencia yreduce ligeramente la elasticidad, mejora laresistencia al calor, junto con el carbono forma uncarburo resistente al desgaste, si se aumenta elcontenido de cromo mejora la resistencia a lacorrosin pero decae la soldabilidad.

106

GRADOS DE ACERO API

Molibdeno: aumenta la dureza y tenacidad delacero, mejora la resistencia a la tensin,normalmente se utiliza en combinacin concromo, se utiliza en aceros para trabajar a altavelocidad y trabajo en caliente, tambin en acerosinoxidables austeniticos resistentes a la corrosiny a las altas temperaturas.

La composicin qumica del acero en conjunto con el tratamiento trmico recibido determinan las

propiedades mecnicas del material.

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GRADOS DE ACERO API

Tratamientos trmicos del acero comunes enproductos tubulares del campo petrolero:

Normalized (N) (normalizado)Quenched (Q) (temple)Tempered (T) (revenido)

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GRADOS DE ACERO API

Tratamientos trmicos del acero:

Normalized (N)/(normalizado): Tiene por objetodejar un material en estado normal, es decir,ausencia de tensiones internas y con unadistribucin uniforme del carbono. Se suele emplearcomo tratamiento previo al temple y al revenido.

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GRADOS DE ACERO API


Quenched (Q) (temple): Su finalidad es aumentar ladureza y la resistencia del acero. Para ello, secalienta el acero a una temperatura ligeramentems elevada que la crtica superior Ac (entre 900-950 C) y se enfra luego ms o menos rpidamente(segn caractersticas de la pieza) en un medio comoagua, aceite, etctera).

110

GRADOS DE ACERO API


Tempered (T) (revenido): Slo se aplica a acerospreviamente templados, para disminuir ligeramentelos efectos del temple, conservando parte de ladureza y aumentar la tenacidad. El revenidoconsigue disminuir la dureza y resistencia de losaceros templados, se eliminan las tensiones creadasen el temple y se mejora la tenacidad, dejando alacero con la dureza o resistencia deseada. Sedistingue bsicamente del temple en cuanto atemperatura mxima y velocidad de enfriamiento.

111

GRADOS DE ACERO API 5CT

La especificacin API 5CT establece los siguientesgrados para la tubera de revestimiento y deproduccin:

Grupo 1Toda la tubera de revestimiento y

de produccinGrados H, J, K y N


de produccinGrados C, L, M y T


de produccinGrado P

Grupo 1Toda la tubera de revestimiento Grado Q

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Tabla E-1.- Procesos de manufactura y tratamientos trmicosAPI 5CT

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a. S=proceso sin costura, EW= proceso con soldadura elctrica.b. (N) longitud total normalizada, (N&T) normalizado y revenido, (Q&T)

templado y revenido.c. Longitud total normalizado o revenido y normalizado a opcin del

fabricanted. Todos los tubos deben ser tratados trmicamente en todo su cuerpo.

Normalizado total (N), normalizado y revenido (N&T) o templado y revenido (Q&T), a opcin del fabricante o como sea especificado en la orden de compra.

e. Los tipo 9Cr y 13Cr podran ser templados al aire.f. En la tabla E.5 se establecen requisitos qumicos especiales para tubos

de revestimiento P110 con soldadura elctrica.g. En A.5 se establecen requisitos especiales nicamente para soldadura

elctrica en P110 y Q125.

Notas de la tabla E - 4

114

Tabla E-6.- requisitos de tensin y de durezaAPI 5CT

115

Tabla E-6.- requisitos de tensin y de durezaAPI 5CT

116

Tabla E-65- Cdigo de colores para gradosAPI 5CT

117

CDIGO DE COLORES PARA GRADOS API 5CT

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H-40: es el grado de tubera de revestimiento y detubera de produccin ms bajo. Tiene un punto decedencia mximo de 80,000 psi lo cual lo haceadecuado para H2S.

J-55: es el grado tanto para tubera de revestimiento ytubera de produccin. El punto de cedencia mximoes 80,000 psi. Adecuado para H2S.

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K-55: es nicamente un grado para tubera derevestimiento. Se clasifica como acero tipo carbn. Tieneuna resistencia a la tensin ms elevada que J-55 95,000psi contra 75,000 psi. Colapso y estallido de K-55 y J-55son iguales: nicamente la resistencia de las juntas esdiferente ya que se basa en la resistencia a la tensinms que en la cedencia. Se puede usar para contenidosbajos de H2S.

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M65: De alta rudeza y adecuado para H2S. Rango depunto de cedencia: 65-80,000 psi. Resistencia a latensin mnima es de 85,000 psi. El acople puede serL80 o K55 dependiendo del espesor de la pared. Elestallido y el colapso del cuerpo exceden los gradosJ55 y K55 / La resistencia del acople excede al gradoJ55.L80: es el grado ms extensamente usado en laindustria, ya que es adecuado para H2S. La cedenciamxima es 95,000 psi y la resistencia a la tensinmnima es de 95,000 psi. La dureza mxima deRockwell C23.

121


N80 : tiene un punto de cedencia mximo de 110,000psi y una resistencia a la tensin mnima de 100,000psi. N80 es un acero tipo aleacin. Debido a su altopunto de cedencia no es adecuado para H2S a ningunade las temperaturas.C90: se usa principalmente en pozos de alta presinque contienen H2S. El punto de cedencia mximo esde 105,000 psi y la resistencia a la tensin mnima esde 100,000 psi para tuberas de revestimiento y deproduccin. Este es un acero de aleacin que contienecromo y molibdeno. Se fabrica por mtodos sincostura. La dureza Rockwell mxima es C25.4

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C95: tiene un punto de cedencia mximo de 110,000psi y una resistencia a la tensin mnima de 105,000psi. Es un grado slo para tubera de revestimiento yfue colocado en las especificaciones para reemplazar algrado C75. Se puede fabricar por medio de procesossin costura o ERW y el acero es una aleacin. C95 notiene limitacin de dureza, por lo tanto no esadecuado para H2S a temperaturas bajas debido a sualto punto de cedencia.

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T95: Resuelve los problemas que tiene el C95. Es tantopara tubera de revestimiento como para tubera deproduccin. La resistencia a la tensin mnima es de105,000 psi y el punto de cedencia mximo es de110,000 psi. Este es un acero de aleacin hecho pormtodos sin costura. La dureza Rockwell mxima es deC25.4P110: Empleado para tuberas de revestimiento y deproduccin. Cedencia mxima 140,000 psi. Resistenciaa la tensin mnima de 125,000 psi. Se fabrica sincostura para tubing y son soldadura ERW para tuberade revestimiento.

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Q125: Usado principalmente en pozos profundos conaltas presiones, especialmente altas presiones decolapso. Se fabrica por medio de ERW y mtodos sincostura. Es el primer grado que requiere pruebas deimpacto para confirmar la resistencia del acero.

125

GRADOS DE ACERO API 5DP

La especificacin API 5DP para tuberas de perforacincontempla los siguientes grados de acero:

Grado EGrado XGrado GGrado S

La identificacin del grado del tubo de perforacin se hace por medio de muescas en la junta y estampado en la base del pion.

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Tabla C.5 / API 5DPRequisitos de tensin para tubera de perforacin

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Identificacin del tubo de perforacin en la base delpin:

A menos que otra cosa sea especificada en la orden decompra, la junta debe ser estampada en la base delpin y debe incluir lo siguiente:

a) Nombre o smbolo del fabricante del tubo deperforacin.

b) Mes en que fue soldada la junta, p.ej. 6 - junio.c) Ao en que fue soldada la junta, p. ej. 07 2007d) Nombre o smbolo del fabricante del cuerpo del

tubo de perforacin.128


e) Grado del cuerpo del tubo de perforacin.

f) Numero del cdigo de masa (ver tabla C.12 de API5DP).

g) Designacin de la junta, p.ej. NC50, significa que eltipo de conexin rotatoria es NC50.

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TABLA C.12 DE API 5DP

130


Ejemplo de marcado en la base del pin de la junta / API 5DP

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Ejemplo de marcado en la base del pin de la junta / API 5DP

FABRICANTE(DRLL-PIPE)

MES

AO

FABRICANTE(CUERPO DEL TUBO)

GRADO

CODIGO DE PESO

TIPO DE CONEXION132

- 4

SIGNIFICADO DE LAS MUESCAS

Y COLORES DE FRANJAS

133

SIGNIFICADO DE MUESCAS EN DP

Las muescas maquinadas en las juntas de los tubos deperforacin proporcionan una forma rpida para laidentificacin del grado de la tubera. A continuacin seilustra el significado de tales muescas.

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GRADO E75

TUBO DE PERFORACIN ESTNDAR

135


GRADO X95136


GRADO G105137


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SIGNIFICADO DE MUESCAS EN HWDP

HWDP - GRADO E75139


HWDP - GRADO X95140


HWDP - GRADO G105141


HWDP - GRADO G135142

SIGNIFICADO DE MUESCAS EN HWDP

143

01 ndt identif tubulares

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